1、考研操作系统-2-2 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B单项选择题/B(总题数：10，分数：50.00)1.响应比高者优先作业调度算法是以执行时间和_来考虑的。（分数：5.00）A.输入时间B.完成时间C.周转时间D.等待时间2.为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用_。（分数：5.00）A.约定的方法B.多级目录C.路径D.索引3.实时操作系统必须在_内处理完来自外部的事件。（分数：5.00）A.响应时间B.周转时间C.被控制对象规定时间D.调度时间4.作业调度程序从处于_状态的队列中选取适当的作业投入运行。（分数：5.00）A.运行B.后备C
2、.完成D.提交5.相联存储器在计算机系统中是用于_的。（分数：5.00）A.存储文件信息B.与主存交换信息C.内存地址变换D.内存管理信息6.关于剥夺式系统下列哪种说法是正确的_。（分数：5.00）A.系统采用轮转调度进程，则系统采用的是剥夺式调度B.若现行进程要等待某一事件来引起调度，则该系统是剥夺式调度C.实时系统通常采用剥夺式调度D.在剥夺式系统中，进程的周转时间较之非剥夺式系统是可预见的7.CPU 输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用_。（分数：5.00）A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术D.虚存技术8.进程具有 3 种基本状态，即阻塞态，运行态和就绪态。
3、进程在执行过程中，其状态总是不停地发生变化的，下面关于进程状态变化的说法中正确的是_。（分数：5.00）A.一个进程必须经过进程的 3 个级别状态才能结束B.进程一旦形成，首先进入的是运行状态C.3 种进程状态是进程的基本状态，进程可能同时处于某几种状态D.分时系统中，一个正在运行进程的时间片如果终结，该进程将转入就绪状态9.为了实现对文件系统中的文件的安全管理，任何一个用户在进入系统时都必须进行注册，这一级安全管理是_。（分数：5.00）A.用户级B.文件级C.系统级D.目录级10.单一连续分区存储管理时，若作业地址空间大于用户空间，可用_把不同时工作的段轮流装入主存区执行。（分数：5.00
4、）A.虚拟存储技术B.交换技术C.覆盖技术D.移动技术二、B综合题/B(总题数：2，分数：50.00)多个进程共享一个文件，其中只读文件的称为读者，其中只写文件的称为写者。读者可以同时读，但是写者只能独立地写。请问：（分数：25.00）(1).说明进程间的相互制约关系，应设立哪些信号量?（分数：12.50）_(2).用 P、V 操作写出其同步算法。（分数：12.50）_假设系统有同类资源 10 个，供 A、B、C 三个进程共享，A、B、C 所需资源总数分别是 8、4、9，它们申请资源的次序和数量如表 6-1 所示： 表 6-1 进程资源申请表次序 进程 申请量1 C 22 A 43 B 24
5、A 25 C 16 B 2 按银行家算法为它分配资源：（分数：25.00）(1).写出执行完序号为 6 的申请时，各进程的状态和已占的资源数；（分数：12.50）_(2).请估计系统是否会出现死锁，并简要说明理由。（分数：12.50）_考研操作系统-2-2 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B单项选择题/B(总题数：10，分数：50.00)1.响应比高者优先作业调度算法是以执行时间和_来考虑的。（分数：5.00）A.输入时间B.完成时间C.周转时间D.等待时间 解析：分析 最高响应比优先法(HRN，Highest，Response_Ratio Next)是对 FCFS 方
6、式和 SJF 方式的一种综合平衡。FCFS 方式只考虑每个作业的等待时间而未考虑执行时间的长短，而 SJF 方式只考虑执行时间而未考虑等待时间的长短。因此，这两种调度算法在某些极端情况下会带来某些不便。HRN 调度策略同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短，从中选出响应比最高的作业投入执行。响应比 R 定义如下：R=(W+T)/T=1+W/T，其中 T 为该作业估计需要的执行时间，W 为作业在后备状态队列中的等待时间。每当要进行作业调度时，系统计算每个作业的响应比，选择其中 R 最大者投入执行。这样，即使是长作业，随着它等待时间的增加，W/T 也就随着增加，也就有机会获得调度执
7、行。 这种算法是介于FCFS 和 SJF 之间的一种折中算法。由于长作业也有机会投入运行，在同一时间内处理的作业数显然要少于 SJF 法，从而采用 HRN 方式时其吞吐量将小于采用 SJF 法时的吞吐量。另外，由于每次调度前要计算响应比，系统开销也要相应增加。 它具有以下特点。 如果作业(进程)的等待时间相等时，则要求执行时间最短的作业(进程)的优先权最高，因此它有利于短作业(进程)，从而降低作业(进程)的平均周转时间，提高系统吞吐量，符合 SJF 思想。 如果作业(进程)的要求执行时间相等时，则其优先权将取决于作业到达(或进程进入就绪状态)的先后次序，因此体现了公平的原则，符合 FCFS 思
8、想。 如果作业(进程)较长，它的优先权将随着等待时间的增长而提高，从而使长时间作业(进程)不会长期得不到服务。2.为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用_。（分数：5.00）A.约定的方法B.多级目录 C.路径D.索引解析：分析 为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用目录结构，文件目录结构一般有一级目录结构、二级目录结构和多级目录结构。3.实时操作系统必须在_内处理完来自外部的事件。（分数：5.00）A.响应时间B.周转时间C.被控制对象规定时间 D.调度时间解析：分析 实时操作系统(Real Time Operating system)是指系统能及
9、时响应外部事件的请求，在规定的时间内，完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。实时的含义是计算机对于外来信息，能够以足够快的速度进行处理，并在被控制对象允许的时间范围内，作出快速响应。因而，提供及时响应和高可靠性是其主要特点。通常，实时系统具有以下特点： 及时性：它一般具有高精度的实时时钟，能及时地响应外部文件的请求，并在规定的时间内，完成对该文件的处理，控制实时设备和实时任务协调一致地运行。 支持多道程序设计：任务调度算法简单、实用，数据结构简单明了，任务切换速度快，能够处理时间驱动的任务和文件驱动的任务。 高可靠性：这是实时系统的主要设计目标之一。为了提高实时系统的可靠性，软
10、硬件都必须采取相应的措施加以保证。 较强的过载防护能力：在支持多任务的实时系统中，实时任务的数目在某些时刻超出系统的处理能力时，系统要通过相应的措施(如延迟或丢弃不重要的任务)来保证实时性强的重要任务能及时处理。4.作业调度程序从处于_状态的队列中选取适当的作业投入运行。（分数：5.00）A.运行B.后备 C.完成D.提交解析：分析 作业从进入系统到运行结束，一般要经历进入、收容、运行、完成四个阶段。相应地，我们说此作业处于进入、后备、执行、完成四个不同的状态。 进入状态：即提交状态，作业从输入设备进入输入井 后备状态：操作员把作业输入到直接存取的后援存取器后，为进入系统的作业建立作业控制块，
11、并把它加入到后备作业队列中，等候作业调度程序调度。这一过程也称为作业注册。 运行状态：作业被作业调度程序选中，且分配了必要的资源，建立一组相应的进程后，该作业就进入了运行状态。它分为三种状态：即就绪状态、执行状态、阻塞状态。 完成状态：当作业正常运行结束或因发生错误而终止时，作业进入完成阶段。 一般来说，作业调度程序需从处于后备状态的队列中选取适当的作业投入运行。5.相联存储器在计算机系统中是用于_的。（分数：5.00）A.存储文件信息B.与主存交换信息 C.内存地址变换D.内存管理信息解析：分析 相联存储器是不按地址而按给定内容的特征进行存取的存储器。相联存储器的特点是： 除有存储功能外，还
12、具有信息处理功能。它能根据送来内容的特征查找存储单元； 对各个存储单元并行进行查找，因而能显著提高查找速度。 相联存储器用于地址相联，有与高速存储器相同行数和列数的存储单元。当主存储器某一列某一行存储单元组调入高速存储器同一列某一空着的存储单元组时，与相联存储器对应位置的存储单元就记录调入的存储单元组在主存储器中的行号。 当中央处理器存取主存储器时，硬件首先自动对存取地址的列号字段进行译码，以便将相联存储器该列的全部行号与存取主存储器地址的行号字段进行比较：若有相同的，表明要存取的主存储器单元已在高速存储器中，称为命中，硬件就将存取主存储器的地址映射为高速存储器的地址并执行存取操作；若都不相同
13、，表明该单元不在高速存储器中，称为脱靶，硬件将执行存取主存储器操作并自动将该单元所在的那一主存储器单元组调入高速存储器相同列中空着的存储单元组中，同时将该组在主存储器中的行号存入相联存储器对应位置的单元内。6.关于剥夺式系统下列哪种说法是正确的_。（分数：5.00）A.系统采用轮转调度进程，则系统采用的是剥夺式调度B.若现行进程要等待某一事件来引起调度，则该系统是剥夺式调度C.实时系统通常采用剥夺式调度 D.在剥夺式系统中，进程的周转时间较之非剥夺式系统是可预见的解析：分析 进程调度有以下两种基本方式。 非剥夺方式：分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生某事件
14、而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。即使在就绪队列有优先级高于当前执行进程时，当前进程仍将占用处理机，直到该进程自己因调用原语操作或等待 I/O 而进入阻塞、睡眠状态，或时间片用完时才重新发生调度让出处理机。 剥夺方式：当一个进程正在运行时，系统可以基于某种原则，剥夺已分配给它的处理机，将之分配给其他进程。剥夺原则有：优先权原则、短进程、优先原则、时间片原则。 实时系统通常采用剥夺式调度，时间片轮转法是一种运行时间一到就剥夺进程处理器使用权的剥夺式调度。7.CPU 输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用_。（分数：5.00）A.并行技术B.通道技术C.缓冲技术 D.
15、虚存技术解析：分析 在操作系统中，引入缓冲的主要原因，可归结为以下几点。 1改善 CPU 与 I/O 设备间的速度不匹配矛盾 如一个程序，它时而进行长时间的计算而没有输出，时而又阵发性地把输出送到打印机。由于打印机的速度跟不上 CPU，而使得 CPU 长时间的等待。如果设置了缓冲区，程序输出的数据先送到缓冲区暂存，然后由打印机慢慢地输出。这时，CPU 不必等待，可以继续执行程序。实现了 CPU 与 I/O 设备之间的并行工作。 2可以减少对 CPU 的中断频率，放宽对中断响应时间的限制 如果 I/O 操作每传送一个字节就要产生一次中断，那么设置了 n 个字节的缓冲区后，则可以等到缓冲区满时才产
16、生中断，这样中断次数就减少到 1/n，而且中断响应的时间也可以相应的放宽。 3提高 CPU 和 I/O 设备之间的并行性 缓冲的引入可显著提高 CPU 和设备的并行操作程度，提高系统的吞吐量和设备的利用率。8.进程具有 3 种基本状态，即阻塞态，运行态和就绪态。进程在执行过程中，其状态总是不停地发生变化的，下面关于进程状态变化的说法中正确的是_。（分数：5.00）A.一个进程必须经过进程的 3 个级别状态才能结束B.进程一旦形成，首先进入的是运行状态C.3 种进程状态是进程的基本状态，进程可能同时处于某几种状态D.分时系统中，一个正在运行进程的时间片如果终结，该进程将转入就绪状态 解析：分析
17、一般来说，按进程在执行过程中的不同情况，进程的基本状态有阻塞态，运行态和就绪态三种：下面列出各状态之间转换的可能因素： 就绪态一执行态：可能原因，进程调度； 执行态一就绪态：可能原因，时间片到； 执行态一阻塞态：可能原因，等待某个事件发生而睡眠； 阻塞态一就绪态：可能原因，因等待事情发生而唤醒。9.为了实现对文件系统中的文件的安全管理，任何一个用户在进入系统时都必须进行注册，这一级安全管理是_。（分数：5.00）A.用户级B.文件级C.系统级 D.目录级解析：分析 文件的安全管理措施常常在系统级、用户级、目录级和文件级上实施。 (1) 系统级：用户需注册登记并配有口令，每次使用系统时，都需要进
18、行登录(login)，然后输入用户口令(password)，方能进入系统。 (2) 用户级：系统对用户分类并限定各类用户对目录和文件的访问权限。 (3) 目录级：系统对目录的操作权限加以限定，如读(R)、写(W)、查看(X)等。 (4) 文件级：系统设置文件属性来控制用户对文件的访问，通常可设置的属性有：执行、隐藏、只读、读写、共享、系统。用户对文件的访问，将由用户访问权、目录访问权限及文件属性三者的权限确定，或者说是有效权限和文件属性的交集。如对于只读文件，尽管用户的有效权限是读，但都不能对只读文件进行修改、更名和删除。对于一个非共享文件，将禁止在同一时间内由多个用户对它们进行访问。 通过上
19、述 4 级文件保护措施，可有效地对文件实施保护。10.单一连续分区存储管理时，若作业地址空间大于用户空间，可用_把不同时工作的段轮流装入主存区执行。（分数：5.00）A.虚拟存储技术B.交换技术C.覆盖技术 D.移动技术解析：分析 覆盖技术的实现思想是，把程序划分为若干个功能上相对独立的程序段，按照其自身的逻辑结构使那些不会同时运行的程序段共享同一块内存区域。程序段先保存在磁盘上，当有关程序的前一部分执行结束后，把后续程序段调入内存，覆盖前面的程序段。 交换技术的实现思想是，在分时系统中，用户的进程比内存能容纳的数量更多，系统将那些不再运行的进程或某一部分调出内存，暂时放在外存上的一个后备存储
20、区，通常称为交换区，当需要运行这些进程时，再将它们装入内存。二、B综合题/B(总题数：2，分数：50.00)多个进程共享一个文件，其中只读文件的称为读者，其中只写文件的称为写者。读者可以同时读，但是写者只能独立地写。请问：（分数：25.00）(1).说明进程间的相互制约关系，应设立哪些信号量?（分数：12.50）_正确答案：()解析：进程间的制约关系有三类：一是读者进程之间运行读；二是读者进程与写者进程之间必须互斥；三是写者进程之间必须互斥。(2).用 P、V 操作写出其同步算法。（分数：12.50）_正确答案：()解析：用 P、V 操作的同步算法如下： Begin Integer mutex
21、1，mutex2，rc; mutex1:=1; mutex2:=1; rc:=0; Cobegin Reader; Begin P(mutex1); rc:=rc+1; if rc_1 then p(mutex2); V(mutex1); Reading the file; rc:=rc-1; if rc=0 then V(mutex2); V(mutex1); End Writer: Begin p(mutex2); Writing the file; V(mutex2); End Coend End假设系统有同类资源 10 个，供 A、B、C 三个进程共享，A、B、C 所需资源总数分别是
22、8、4、9，它们申请资源的次序和数量如表 6-1 所示： 表 6-1 进程资源申请表次序 进程 申请 量1 C 22 A 43 B 24 A 25 C 16 B 2按银行家算法为它分配资源：（分数：25.00）(1).写出执行完序号为 6 的申请时，各进程的状态和已占的资源数；（分数：12.50）_正确答案：()解析：执行完序号为 6 的申请时，各进程的状态和已占的资源数如表 7-1 所示： 表 7-1 进程状态表A 等待已占用资源 4个B 就绪或运行已占用资源 4个C 等待已占用资源 2个(2).请估计系统是否会出现死锁，并简要说明理由。（分数：12.50）_正确答案：()解析：根据单项银行
23、家算法，过程为： C 申请 2 个资源时，剩余资源可使各进程结束，所以这个分配是安全的，故将 2 个资源分配给 C。 同理，A、B 分别申请 4、2 个资源时，剩余资源可使各进程运行结束，所以这个分配也是安全的，故将 4、2 个资源分配给 A、B。 A 申请 2 个资源时，系统此刻剩余资源数为 2，如果将这两个资源分配给 A，系统就没有资源了。这时的 A、B、C 都还需要资源才可运行完，这样，A、B、C 将都进入阻塞状态。所以 P 申请的这两个资源不能分配。 同理，接下来 C 欲申请 1 个资源也是不安全的分配，故不能进行分配。 B 申请 2 个资源时，假定操作系统分配给它，B 进程将运行结束，B 释放的资源又可使 A 运行结束；A 运行结束，释放的资源又可使 C 运行结束。所以这个分配是安全的，故 2 个资源分配给 B。 不会产生死锁，因为银行家算法在任何时候均保证至少有一个进程能得到所需的全部资源；这样，得到资源的进程能及时归还资源供其他进程使用。
